ES2672022T3 - Wood fiber-based insulating materials with reduced emission of volatile organic compounds (VOCs) and manufacturing process - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la fabricación de esteras de material aislante a base de fibras de madera, en particular de esteras de material aislante a base de fibras de madera con emisión reducida de compuestos orgánicos volátiles (COV), que comprende las etapas: a) fabricación de virutas de madera a partir de maderas apropiadas, b) torrefacción de al menos una parte de las virutas de madera; c) desintegración de las virutas de madera no tratadas y al menos una parte de las virutas de madera torrefactas para obtener fibras de madera; d) mezcla de las fibras de madera torrefactas o una mezcla de fibras de madera no tratadas y torrefactas con al menos un agente aglutinante; e) aplicación de la mezcla de fibras de madera y agente aglutinante sobre una cinta de transporte formando un pastel de fibras; y f) calentamiento y compactación del pastel de fibras hasta convertirse en una estera de fibras de madera.Process for the manufacture of insulating material mats based on wood fibers, in particular mats made of insulating material based on wood fibers with reduced emission of volatile organic compounds (VOCs), comprising the steps: a) manufacture of shavings of wood from appropriate wood, b) roasting of at least part of the wood chips; c) disintegration of untreated wood chips and at least a portion of roasted wood chips to obtain wood fibers; d) mixture of roasted wood fibers or a mixture of untreated and roasted wood fibers with at least one binding agent; e) application of the mixture of wood fibers and binding agent on a conveyor belt forming a fiber cake; and f) heating and compacting the fiber cake until it becomes a wooden fiber mat.
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DESCRIPCIONDESCRIPTION
Materiales aislantes a base de fibra de madera con emisión reducida de compuestos orgánicos volátiles (COV) y procedimiento para su fabricaciónWood fiber-based insulating materials with reduced emission of volatile organic compounds (VOCs) and manufacturing process
La presente invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de esteras de material aislante a base de fibras de madera según el preámbulo de acuerdo con la reivindicación 1, a esteras de material aislante a base de fibras de madera fabricadas con el procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10 y al uso de fibras de madera torrefactas de acuerdo con la reivindicación 13.The present invention relates to a process for the manufacture of mats of wood fiber based insulating material according to the preamble according to claim 1, to mats of wood fiber based insulating material manufactured with the process according to claim 10 and the use of roasted wood fibers according to claim 13.
DescripciónDescription
Materiales aislantes basados en fibras de madera disfrutan de una creciente popularidad debido a su durabilidad, por ejemplo, como aislante entre separaciones, aislante en espacios interiores en la construcción de viviendas o como capa que reduce el ruido de impactos entre techo de planta y capa de suelo.Insulating materials based on wood fibers enjoy a growing popularity due to their durability, for example, as insulation between separations, insulation in interior spaces in the construction of houses or as a layer that reduces the noise of impacts between plant roof and layer of ground.
Sin embargo, en el uso de esteras de material a base de madera o esteras de material aislante a base de madera, en particular en espacios interiores, actualmente se da aún una fuente contaminante para la salud debido a la emisión de compuestos orgánicos muy volátiles (COMV) o compuestos orgánicos volátiles (COV) formados durante el proceso de fabricación de las fibras de madera. A ellos pertenecen materias orgánicas que se evaporan fácilmente o se presentan en forma de gas ya con bajas temperaturas como, por ejemplo, temperatura ambiente.However, in the use of wood-based material mats or wood-based insulating material mats, particularly in interior spaces, a polluting source for health is still present due to the emission of highly volatile organic compounds ( COMV) or volatile organic compounds (VOCs) formed during the manufacturing process of wood fibers. To them belong organic materials that evaporate easily or are presented in the form of gas already at low temperatures such as, for example, room temperature.
Los procesos más importantes en los que se liberan o generan estas sustancias son el desfibrado de la madera, secado de las fibras de madera y prensado de materiales aislantes basados en fibras de madera. En todos estos procesos, la madera o las fibras de madera son sometidas a altas temperaturas en combinación con valores pH muy bajos, liberándose a partir de los diferentes componentes de la madera (lignina, celulosa y hemicelulosa) las sustancias directamente o mediante transformación química. Debido a la reducida densidad aparente de materiales aislantes basados en fibras de madera, las sustancias contenidas en la madera pueden escapar fácilmente y pueden producir olores molestos en el uso de las esteras de material aislante a base de fibras de madera.The most important processes in which these substances are released or generated are the defibration of wood, drying of wood fibers and pressing of insulating materials based on wood fibers. In all these processes, wood or wood fibers are subjected to high temperatures in combination with very low pH values, the substances being released directly from the different components of the wood (lignin, cellulose and hemicellulose) or by chemical transformation. Due to the reduced apparent density of insulating materials based on wood fibers, the substances contained in the wood can easily escape and can produce annoying odors in the use of the mats of insulating material based on wood fibers.
El problema de la emisión de componentes orgánicos volátiles de placas basadas en fibras de madera, en particular de aldehídos, es tanto más grave cuanto menor es la densidad de las placas de material a base de madera fabricadas. Mientras que, en el caso de una placa de fibras de elevada densidad (HDF) o una placa de fibras de densidad media (MDF), no se registran valores elevados de los componentes orgánicos muy volátiles, en el caso de placas basadas en fibras de madera por debajo de una densidad aparente de aprox. 250 kg/m3 como, por ejemplo, la estera de material aislante a base de fibras de madera, se registra una considerable emisión de COV, dado que en este caso, debido a la reducida densidad, pueden desarrollarse de manera acelerada procesos de difusión. Esto contribuye, sobre todo, a la liberación rápida de compuestos orgánicos de los materiales aislantes.The problem of the emission of volatile organic components of plates based on wood fibers, in particular of aldehydes, is all the more serious the lower the density of the plates of wood-based material manufactured. Whereas, in the case of a high density fiberboard (HDF) or a medium density fiberboard (MDF), high values of highly volatile organic components are not recorded, in the case of fiber based plates wood below an apparent density of approx. 250 kg / m3 as, for example, the mat of insulating material based on wood fibers, a considerable VOC emission is recorded, since in this case, due to the low density, diffusion processes can be developed in an accelerated manner. This contributes, above all, to the rapid release of organic compounds from insulating materials.
Para resolver el problema de la emisión de COV, se han descrito en el pasado diferentes planteamientos. Por un lado, se ofrece la posibilidad de mezclar fibras de madera con otras fibras naturales como, por ejemplo, lana, lino de cáñamo, que se comportan de manera más favorable en relación con las emisiones, para obtener un material aislante ecológico con propiedades de emisión mejoradas. Una desventaja es, sin embargo, a este respecto los elevados costes asociados con estas fibras y la disponibilidad limitada, dado que para los correspondientes tipos de fibra también existen aplicaciones de más valor que hacen más recomendable otro uso.To solve the problem of VOC emission, different approaches have been described in the past. On the one hand, it offers the possibility of mixing wood fibers with other natural fibers such as wool, hemp flax, which behave more favorably in relation to emissions, to obtain an ecological insulating material with properties of Improved emission A disadvantage is, however, in this respect the high costs associated with these fibers and the limited availability, since for the corresponding fiber types there are also more valuable applications that make another use more advisable.
También se puede elevar el valor pH en la matriz de madera mediante adición de sustancias alcalinas para así evitar o reducir las reacciones catalizadas por ácido (Roffael, E., et al, Holzzentralblatt 1990, 116: 1684-1685). Otras posibilidades para la reducción de compuestos orgánicos muy volátiles consisten en la adición de zeolita (WO 2010/ 136106), bisulfitos o pirosulfitos (US2009/0130 474 A1) como captadores de aldehídos, o también en la adición de poliaminas para la reducción de los aldehídos y ácidos orgánicos (EP 2 567 798) liberados durante la desintegración acuosa de la madera.You can also raise the pH value in the wood matrix by adding alkaline substances to avoid or reduce acid-catalyzed reactions (Roffael, E., et al, Holzzentralblatt 1990, 116: 1684-1685). Other possibilities for the reduction of highly volatile organic compounds consist of the addition of zeolite (WO 2010/136106), bisulfites or pyrosulfites (US2009 / 0130 474 A1) as aldehyde collectors, or also in the addition of polyamines for the reduction of aldehydes and organic acids (EP 2 567 798) released during the aqueous decay of the wood.
Por las razones mencionadas anteriormente, es deseable, por tanto, desarrollar soluciones por medio de las cuales se reduzca la liberación de compuestos orgánicos muy volátiles de placas de material a base de madera, en particular de esteras de material aislante a base de fibras de madera.For the reasons mentioned above, it is therefore desirable to develop solutions by means of which the release of highly volatile organic compounds from wood-based material plates, in particular from mats of wood fiber-based insulating material, is reduced .
El documento EP 1674224 B1 describe la fabricación de placas de material aislante a base de fibras de madera en un gran intervalo de espesor y densidad aparente. En ese caso, se mezclan fibras de madera y fibras aglutinantes y se colocan con orientación espacial en una placa que a continuación es recorrida por un flujo de aire caliente, lo que produce la reticulación con propiedades de tracción transversal magníficas de las placas de material aislante a base de fibras de madera fabricadas.EP 1674224 B1 describes the manufacture of insulating material plates based on wood fibers in a wide range of thickness and bulk density. In that case, wood fibers and binder fibers are mixed and placed with spatial orientation on a plate which is then traversed by a flow of hot air, which causes cross-linking with magnificent transverse tensile properties of the insulating material plates. based on manufactured wood fibers.
La presente invención se basa, pues, en el objetivo técnico de proporcionar un procedimiento para la fabricación de esteras de material aislante a base de fibras de madera que posibilite la fabricación de esteras de material aislante a base de fibras de madera con una emisión reducida de compuestos orgánicos volátiles. A este respecto, el procesoThe present invention is therefore based on the technical objective of providing a process for the manufacture of mats of wood fiber-based insulating material that makes it possible to manufacture mats of wood fiber-based insulating material with a reduced emission of volatile organic compounds In this regard, the process
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utilizado para la fabricación de esteras de material aislante a base de fibras de madera debe modificarse lo menos posible y evitarse un aumento demasiado alto del coste de los productos.used for the manufacture of mats made of insulating material based on wood fibers should be modified as little as possible and avoid a too high increase in the cost of the products.
De manera correspondiente, la presente invención se basaba en el objetivo técnico de encontrar una materia prima adecuada que fuera apropiada para la fabricación de esteras de material aislante a base de fibras de madera y que se pudiera emplear en combinación con fibras de madera, así como que presentara un comportamiento favorable en cuestión de emisiones.Correspondingly, the present invention was based on the technical objective of finding a suitable raw material that was suitable for the manufacture of mats of wood fiber-based insulating material and that could be used in combination with wood fibers, as well as to present a favorable behavior in terms of emissions.
Este objetivo se logra de acuerdo con la invención mediante un procedimiento para la fabricación de esteras de material aislante a base de fibras de madera con las características de la reivindicación 1 y una estera de material aislante a base de fibras de madera fabricada a partir de este de acuerdo con la reivindicación 10.This objective is achieved in accordance with the invention by a process for the manufacture of mats of wood fiber-based insulating material with the characteristics of claim 1 and a mat of wood fiber-based insulating material manufactured from this according to claim 10.
De manera correspondiente, se proporciona un procedimiento para la fabricación de esteras de material aislante a base de fibras de madera, en particular de esteras de material aislante a base de fibras de madera con emisión reducida de compuestos orgánicos volátiles (COV), que comprende las siguientes etapas:Correspondingly, there is provided a process for the manufacture of mats of wood fiber based insulating material, in particular mats of wood fiber based insulating material with reduced emission of volatile organic compounds (VOCs), comprising following stages:
a) fabricación de virutas de madera (o tiras de madera) a partir de maderas apropiadas,a) manufacture of wood chips (or wood strips) from appropriate wood,
b) torrefacción de al menos una parte de las virutas de madera;b) roasting of at least part of the wood chips;
c) desintegración de las virutas de madera no tratadas y al menos una parte de las virutas de madera torrefactas en fibras de madera;c) disintegration of untreated wood chips and at least a portion of roasted wood chips into wood fibers;
d) mezcla de las fibras de madera torrefactas o una mezcla de fibras de madera no tratadas y torrefactas con un agente aglutinante;d) mixing roasted wood fibers or a mixture of untreated and roasted wood fibers with a binding agent;
e) aplicación, por ejemplo, mediante esparcimiento o soplado, de la mezcla de fibras de madera y agente aglutinante sobre una cinta de transporte formando un pastel de fibras; ye) application, for example, by spreading or blowing, of the mixture of wood fibers and binding agent on a conveyor belt forming a fiber cake; Y
f) calentamiento y compactación del pastel de fibras hasta convertirse en una estera de fibras de madera.f) heating and compacting the fiber cake until it becomes a wooden fiber mat.
El presente procedimiento posibilita la fabricación de material aislante a base de fibras de madera o esteras de material aislante a base de fibras de madera utilizando madera torrefacta, en particular virutas de madera torrefactas, que se añaden adicional o alternativamente a virutas de madera no tratadas en un proceso de fabricación conocido. Una estera de material aislante a base de fibras de madera fabricada con el procedimiento de acuerdo con la invención que comprende madera torrefacta presenta una emisión reducida de compuestos orgánicos volátiles, en particular de ácido acético y furfural.The present process enables the manufacture of insulating material based on wood fibers or mats of insulating material based on wood fibers using roasted wood, in particular roasted wood chips, which are added additionally or alternatively to untreated wood chips A known manufacturing process. A mat made of wood fiber-based insulating material manufactured with the process according to the invention comprising roasted wood has a reduced emission of volatile organic compounds, in particular acetic and furfural acid.
La torrefacción es un procedimiento de tratamiento termoquímico en el que el material que se debe torrefactar es calentado en una atmósfera de gas con oxígeno reducido o exenta de oxígeno a presión atmosférica. Debido a la falta de oxígeno, el material no arde y, en lugar de ello, se produce una pérdida de masa debido a la eliminación de gases y una denominada torrefacción. El material torrefacto es hidrófobo y, por tanto, menos vulnerable a la humedad del ambiente, de tal modo que el peligro de descomposición del material torrefacto es extremadamente bajo.Roasting is a thermochemical treatment procedure in which the material to be roasted is heated in a gas atmosphere with reduced oxygen or oxygen free at atmospheric pressure. Due to the lack of oxygen, the material does not burn and, instead, there is a loss of mass due to the elimination of gases and a so-called roasting. The roasted material is hydrophobic and therefore less vulnerable to humidity in the environment, so that the danger of decomposition of the roasted material is extremely low.
La etapa de la torrefacción de las virutas de madera puede estar prevista en el presente procedimiento de diferentes maneras.The stage of the roasting of wood chips can be provided in the present process in different ways.
Así, de acuerdo con una primera forma de realización, es posible integrar la etapa de la torrefacción de las virutas de madera en el proceso de fabricación de las esteras de material aislante a base de fibras de madera, es decir, la etapa de la torrefacción está integrada en el proceso global o líneas de proceso y se efectúa en línea.Thus, according to a first embodiment, it is possible to integrate the stage of the roasting of wood chips into the manufacturing process of the mats of wood fiber-based insulating material, that is, the roasting stage It is integrated into the global process or process lines and is done online.
En una segunda variante de realización, la etapa de la torrefacción de las virutas de madera puede ser realizada separadamente del proceso de fabricación de las esteras de material aislante a base de fibras de madera. De manera correspondiente, la etapa de la torrefacción se efectúa en esta variante de realización del presente procedimiento fuera del proceso global o de la línea de proceso. Las virutas de madera se retiran en este sentido del proceso de fabricación y se introducen en el dispositivo de torrefacción (por ejemplo, reactor de torrefacción). A continuación, las virutas de madera torrefactas, dado el caso tras un almacenamiento intermedio, pueden incorporarse de nuevo al proceso de fabricación convencional. Esto posibilita una elevada flexibilidad en el procedimiento de fabricación.In a second variant embodiment, the roasting stage of the wood chips can be carried out separately from the manufacturing process of the mats of wood fiber-based insulating material. Correspondingly, the roasting stage is carried out in this embodiment variant of the present process outside the overall process or the process line. Wood chips are removed in this direction from the manufacturing process and introduced into the roasting device (for example, roasting reactor). Next, roasted wood chips, if necessary after intermediate storage, can be incorporated back into the conventional manufacturing process. This allows high flexibility in the manufacturing process.
Las virutas de madera utilizadas en el presente caso pueden presentar una longitud de entre 10 y 100 mm, preferentemente de entre 20 y 90 mm, en particular preferentemente de entre 30 y 80 mm; una anchura de entre 5 y 70 mm, preferentemente de entre 10 y 50 mm, en particular preferentemente de entre 15 y 20 mm; y un espesor de entre 1 y 30 mm, preferentemente de entre 2 y 25 mm, en particular preferentemente de entre 3 y 20 mm.The wood chips used in the present case may have a length of between 10 and 100 mm, preferably between 20 and 90 mm, in particular preferably between 30 and 80 mm; a width between 5 and 70 mm, preferably between 10 and 50 mm, in particular preferably between 15 and 20 mm; and a thickness between 1 and 30 mm, preferably between 2 and 25 mm, in particular preferably between 3 and 20 mm.
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La etapa de torrefacción comprende preferentemente el calentamiento de las virutas de madera en atmósfera baja de oxígeno o exenta de oxígeno bajo presión atmosférica, empleándose vapor saturado o gas inerte, preferentemente nitrógeno, como gas de reacción o caudal de gas. Las virutas de madera se torrefactan a una temperatura de entre 200 y 300 °C, preferentemente de entre 220 y 280 °C, en particular preferentemente de entre 240 y 260 °C.The roasting stage preferably comprises heating the wood chips in a low oxygen or oxygen-free atmosphere under atmospheric pressure, using saturated steam or inert gas, preferably nitrogen, as the reaction gas or gas flow. Wood chips are roasted at a temperature between 200 and 300 ° C, preferably between 220 and 280 ° C, particularly preferably between 240 and 260 ° C.
El proceso de la torrefacción concluye preferentemente con una pérdida de masa de las virutas de madera del 10 al 30 %, preferentemente del 15 al 20 %. La duración del proceso varía en función de la cantidad y el tipo del material de partida empleado y puede ser de entre una 1 y 5 h, preferentemente de entre 2 y 3 h.The roasting process preferably concludes with a loss of mass of wood chips of 10 to 30%, preferably 15 to 20%. The duration of the process varies depending on the quantity and type of the starting material used and can be between 1 and 5 h, preferably between 2 and 3 h.
El reactor de torrefacción que se utiliza en el presente caso puede presentarse como equipo por lotes o como equipo de funcionamiento continuo.The roasting reactor used in the present case can be presented as batch equipment or as continuous operation equipment.
Los gases de pirólisis, liberados durante el proceso de torrefacción esencialmente a partir de hemicelulosas y otros compuestos de bajo peso molecular, se utilizan para generar energía de proceso. A este respecto, la cantidad de mezcla de gas formada es suficiente como combustible gaseoso para accionar el proceso energéticamente.Pyrolysis gases, released during the roasting process essentially from hemicelluloses and other low molecular weight compounds, are used to generate process energy. In this regard, the amount of gas mixture formed is sufficient as a gaseous fuel to power the process.
Como ventajoso se ha revelado, además, un secado de las virutas de madera hasta una humedad del 5 al 15 %, preferentemente del 5 al 10 % (en relación con la humedad de partida).As an advantage, drying of the wood chips to a humidity of 5 to 15%, preferably 5 to 10% (in relation to the starting humidity) has also been revealed.
Las virutas de madera torrefactas se enfrían preferentemente a temperatura ambiente y, dado el caso, se almacenan entremedias o se alimentan de nuevo directamente, dado el caso, tras humedecimiento, al proceso de fabricación.Roasted wood chips are preferably cooled to room temperature and, if necessary, stored in between or fed directly again, if necessary, after wetting, to the manufacturing process.
En otra forma de realización del presente procedimiento, las virutas no tratadas y al menos una parte de las virutas de madera torrefactas se someten a un tratamiento de agua, ajustándose la humedad de las virutas de madera torrefactas a entre el 5 y el 20 %, preferentemente a entre el 10 y el 15 %. Las virutas de madera en esta etapa, por ejemplo, se lavan y cuecen. El tratamiento de agua es deseable para que las virutas de madera se puedan desfibrar. Además, sin agua se produciría durante el desfibrado mucho polvo no deseado.In another embodiment of the present process, the untreated shavings and at least a part of the roasted wood shavings are subjected to a water treatment, the humidity of the roasted wood shavings being adjusted to between 5 and 20%, preferably between 10 and 15%. Wood chips at this stage, for example, are washed and cooked. Water treatment is desirable so that wood chips can be defibrated. In addition, without water, much unwanted dust would occur during defibration.
A continuación, se realiza un proceso de desfibrado de las virutas de madera en un refiner, añadiéndose a las fibras de madera durante el proceso de desfibrado al menos un agente humectante. El agente humectante mejora el humedecimiento en particular de la madera torrefacta o de las virutas de madera con agua.Next, a process of defibration of wood chips in a refiner is carried out, adding at least one wetting agent to the wood fibers during the process of defibration. The wetting agent improves the wetting in particular of roasted wood or wood chips with water.
Las fibras de madera fabricadas con el proceso de desfibrado presentan una longitud de entre 1,5 mm y 20 mm y un espesor de entre 0,05 mm y 1 mm.The wood fibers manufactured with the defibration process have a length between 1.5 mm and 20 mm and a thickness between 0.05 mm and 1 mm.
En otra etapa del presente procedimiento, las fibras de madera son puestas en contacto, tras el proceso de desfibrado, con al menos un agente aglutinante apropiado para la reticulación de las fibras de madera.At another stage of the present process, the wood fibers are brought into contact, after the defibration process, with at least one binding agent suitable for the crosslinking of the wood fibers.
La puesta en contacto de las fibras de madera con el al menos un agente aglutinante en la etapa d) se lleva a cabo preferentemente en un procedimiento “blow-line” en el que el agente aglutinante se inyecta en el flujo de fibras de madera. En este sentido, es posible que los agentes aglutinantes descritos para la reticulación de las fibras de madera en la “blow-line” se alimenten a una mezcla de vapor y fibras de madera. En el caso del uso de agente aglutinante en fibras, estas se mezclan, por el contrario, con las fibras de madera secas, como se explica más adelante.The contacting of the wood fibers with the at least one binding agent in step d) is preferably carried out in a "blow-line" process in which the binding agent is injected into the flow of wood fibers. In this sense, it is possible that the binder agents described for the crosslinking of the wood fibers in the "blow-line" are fed to a mixture of steam and wood fibers. In the case of the use of fiber binding agent, they are mixed, on the contrary, with dry wood fibers, as explained below.
También es concebible que se utilice más de un agente aglutinante para la reticulación de las fibras de madera. De este modo, pueden utilizarse mezclas de agentes aglutinantes naturales o sintéticos biodegradables.It is also conceivable that more than one binding agent is used for the crosslinking of wood fibers. Thus, mixtures of biodegradable natural or synthetic binders can be used.
También es concebible introducir el agente aglutinante para la reticulación de las fibras de madera durante la evaporación de las virutas de madera o añadirlo en el refiner. A este respecto, se puede aplicar del 5 al 20 % en peso, preferentemente del 10 al 15 % en peso de agente aglutinante a las fibras de madera.It is also conceivable to introduce the binding agent for the crosslinking of the wood fibers during the evaporation of the wood chips or to add it to the refiner. In this regard, 5 to 20% by weight, preferably 10 to 15% by weight, of binder to wood fibers can be applied.
Sin embargo, también es concebible poner en contacto el agente aglutinante con las fibras de madera por medio de encolado en seco. El agente aglutinante se aplica en este caso mediante difusión extremadamente fina sobre las fibras de madera secadas. Tal encolado en seco reduce drásticamente el consumo de cola en comparación con el encolado “blow-line”.However, it is also conceivable to contact the binder with the wood fibers by means of dry gluing. The binding agent is applied in this case by extremely fine diffusion on the dried wood fibers. Such dry gluing dramatically reduces glue consumption compared to "blow-line" gluing.
Como agente aglutinante apropiado para la mezcla de fibras de madera, pueden emplearse resinas que contengan formaldehído como, por ejemplo, resinas de melamina, isocianatos, o fibras de plástico.As a suitable binding agent for the mixing of wood fibers, resins containing formaldehyde can be used, such as melamine resins, isocyanates, or plastic fibers.
Preferentemente, el otro agente aglutinante para la mezcla de fibras de madera es al menos un isocianato, seleccionado de un grupo que contiene isocianatos alifáticos y aromáticos. Normalmente, se pueden utilizar como isocianatos alifáticos, por ejemplo, diisocianato de hexametileno (HDI), diisocianato de isoforona (IPDI) y/o diisocianato de 1,4-ciclohexano (CHDI). Como poliisocianatos aromáticos preferentes pueden emplearse diisocianato de difenilmetano polimérico (PMDI), diisocianato de tolueno (TDI) y/o diisocianato de difenilmetanoPreferably, the other binding agent for the mixture of wood fibers is at least one isocyanate, selected from a group containing aliphatic and aromatic isocyanates. Typically, they can be used as aliphatic isocyanates, for example, hexamethylene diisocyanate (HDI), isophorone diisocyanate (IPDI) and / or 1,4-cyclohexane diisocyanate (CHDI). As preferred aromatic polyisocyanates can be used polymeric diphenylmethane diisocyanate (PMDI), toluene diisocyanate (TDI) and / or diphenylmethane diisocyanate
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(MDI), siendo particularmente preferente el PMDI. El isocianato experimenta en su uso como agente aglutinante dos reacciones químicas. Por un lado, forma poliurea en presencia de agua. Paralelamente, tiene lugar el enlace con las fibras de madera mediante formación de un enlace de uretano mediante la reacción de isocianatos con los grupos hidróxilos de la celulosa.(MDI), the PMDI being particularly preferred. The isocyanate experiences two chemical reactions as a binding agent. On the one hand, it forms polyurea in the presence of water. In parallel, the bonding with the wood fibers takes place by forming a urethane bond by reacting isocyanates with the hydroxyl groups of the cellulose.
Como agente aglutinante para la mezcla de fibras de madera, sin embargo, también pueden utilizarse fibras de plástico. Las fibras de plástico pueden presentarse como fibras de un solo componente o fibras de dos componentes. La mezcla de las fibras de madera con tales fibras aglutinantes se efectúa de manera preferente en un conducto de soplado antes de la formación del material no tejido, como se describe después con detalle.As the binder for the mixing of wood fibers, however, plastic fibers can also be used. Plastic fibers can be presented as single component fibers or two component fibers. The mixing of the wood fibers with such binder fibers is preferably carried out in a blowing duct before the formation of the nonwoven material, as described in detail below.
Si se utilizan fibras de un solo componente, estás se componen preferentemente de polietileno u otros plásticos con un punto de fusión bajo.If single component fibers are used, they are preferably made of polyethylene or other plastics with a low melting point.
Fibras de dos componentes (también denominadas como fibras de apoyo bicomponentes) se componen normalmente de un filamento de soporte o de una fibra nuclear de un plástico con elevada resistencia a la temperatura, en particular polipropileno, que está envuelta o revestida de un plástico con un punto de fusión bajo, en particular de polietileno. La envoltura o el revestimiento posibilita tras su fusión una reticulación de las fibras de madera.Two-component fibers (also referred to as bicomponent support fibers) are normally composed of a support filament or a nuclear fiber of a plastic with high temperature resistance, in particular polypropylene, which is wrapped or coated with a plastic with a low melting point, in particular polyethylene. The wrapping or the coating allows after its fusion a cross-linking of the wood fibers.
La mezcla de fibras utilizada para la fabricación de la estera de material aislante a base de fibras de madera puede comprender del 60 al 90 % en peso, preferentemente del 70 al 80 % en peso de fibras de madera y del 5 al 20 % en peso, preferentemente del 10 al 15 % en peso de agentes aglutinantes.The fiber blend used for the manufacture of the mat of wood fiber-based insulating material may comprise 60 to 90% by weight, preferably 70 to 80% by weight of wood fibers and 5 to 20% by weight , preferably from 10 to 15% by weight of binding agents.
En una forma de realización, la mezcla de fibras utilizada en el presente caso comprende entre el 10 y el 50 % en peso, preferentemente entre el 20 y el 30 % en peso, de fibras no tratadas y entre el 50 y el 90 % en peso, preferentemente entre el 70 y el 80 % en peso, de fibras torrefactas.In one embodiment, the fiber blend used in the present case comprises between 10 and 50% by weight, preferably between 20 and 30% by weight, of untreated fibers and between 50 and 90% by weight. weight, preferably between 70 and 80% by weight, of roasted fibers.
También es posible añadir a las fibras de madera al menos un agente ignífugo, conjuntamente con el agente aglutinante o por separado.It is also possible to add to the wood fibers at least one flame retardant agent, together with the binding agent or separately.
El agente ignífugo puede añadirse normalmente en una cantidad de entre el 1 y el 10 % en peso, preferentemente de entre el 3 y el 7 % en peso, en particular preferentemente del 5 % en peso a la mezcla de fibras de madera y agente aglutinante.The flame retardant agent may normally be added in an amount of between 1 and 10% by weight, preferably between 3 and 7% by weight, in particular preferably 5% by weight, to the mixture of wood fibers and binding agent. .
Típicos agentes ignífugos se seleccionan del grupo que comprende fosfatos, boratos, en particular polifosfato de amonio, trifosfato tribromuro de neopentilo, borato de zinc o compuestos de ácido bórico de polialcoholes.Typical flame retardants are selected from the group comprising phosphates, borates, in particular ammonium polyphosphate, neopentyl tribromide triphosphate, zinc borate or boric acid compounds of polyalcohols.
Tras la adición opcional de un agente aglutinante en la corriente de fibras de madera y el encolado de las fibras de madera se lleva a cabo un secado de las fibras de madera hasta un grado de humedad del 1 al 10 %, preferentemente del 3 al 5 %, pudiéndose efectuar este proceso de secado en dos etapas.After the optional addition of a binding agent in the wood fiber stream and the gluing of the wood fibers a drying of the wood fibers is carried out to a moisture content of 1 to 10%, preferably 3 to 5 %, being able to carry out this drying process in two stages.
Las fibras de madera secadas se separan o criban a continuación de manera correspondiente a su tamaño y de manera preferente se almacenan entremedias, por ejemplo, en silos.The dried wood fibers are then separated or screened in a manner corresponding to their size and preferably stored in between, for example, in silos.
Como ya se ha mencionado anteriormente, es posible emplear como agente aglutinante, en lugar de un agente aglutinante líquido, fibras aglutinantes. En este caso, las fibras aglutinantes se ponen a disposición a partir de abridoras de balas y se define la cantidad necesaria de fibras aglutinantes.As already mentioned above, it is possible to use as binder, instead of a liquid binder, binder fibers. In this case, the binder fibers are made available from bullet openers and the necessary amount of binder fibers is defined.
Las fibras aglutinantes se aplican, en particular se soplan, con las fibras de madera sobre una primera cinta de transporte formando un material no tejido preliminar. De acuerdo con esta variante del procedimiento de fabricación, las fibras de madera y el agente aglutinante pueden ser guiados, por ejemplo, en forma de fibras aglutinantes por medio de un conducto de soplado y ser soplados sobre una cinta de transporte. En el conducto de soplado, se efectúa a este respeto un mezclado intenso de fibras de madera y agente aglutinante (fibras aglutinantes) y, dado el caso, otros componentes por medio de aire soplado como medio de transporte. La cantidad alimentada de mezcla de fibras se orienta por el espesor de capa deseado y la densidad aparente deseada de la estera de fibras de madera que se debe fabricar.The binder fibers are applied, in particular they are blown, with the wood fibers on a first conveyor belt forming a preliminary non-woven material. According to this variant of the manufacturing process, the wood fibers and the binding agent can be guided, for example, in the form of binder fibers by means of a blowing duct and being blown on a conveyor belt. In this blowing duct, an intense mixing of wood fibers and binding agent (binder fibers) and, where appropriate, other components by means of blown air as a means of transport is carried out in this regard. The amount of fiber blend fed is guided by the desired layer thickness and the desired bulk density of the wood fiber mat to be manufactured.
Tras depósito de la mezcla de fibras de madera y agente aglutinante y, dado el caso, otros componentes sobre la primera cinta de transporte, se pueden esparcir en el presente caso, utilizando un esparcidor de polvo (fabricante: por ejemplo, Fa. TPS), otros componentes como, por ejemplo, granulado de plástico térmicamente activable sobre el material no tejido preliminar formado. El granulado de plástico térmicamente activable se puede añadir en cantidades del 5-45 % en peso, preferentemente en cantidades del 10-40 % en peso, en particular preferentemente en cantidades del 20-30 % en peso referidas a la mezcla de fibras empleada en cada caso. Granulados de plástico apropiados son aquellos que, en el reciclaje de artículos de plástico, recaen fuera del sistema dual.After deposit of the mixture of wood fibers and binding agent and, if necessary, other components on the first conveyor belt, can be spread in the present case, using a powder spreader (manufacturer: for example, Fa. TPS) , other components such as, for example, thermally activatable plastic granulate on the preliminary nonwoven material formed. The thermally activatable plastic granulate can be added in amounts of 5-45% by weight, preferably in amounts of 10-40% by weight, in particular preferably in amounts of 20-30% by weight based on the fiber mixture used in each case. Appropriate plastic granules are those that, in the recycling of plastic articles, fall outside the dual system.
En otra etapa adicional del presente procedimiento, el material no tejido preliminar depositado sobre la primera cintaIn another additional step of the present process, the preliminary nonwoven material deposited on the first tape
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de transporte es desfibrado, mezclado y la mezcla de fibras se aplica sobre una segunda cinta de transporte formando un pastel de fibras. El espesor del pastel de fibras o estera obtenida se ajusta a este respecto mediante la velocidad de circulación de la segunda cinta de transporte.Transport is defibrated, mixed and the fiber mixture is applied on a second transport belt forming a fiber cake. The thickness of the fiber cake or mat obtained is adjusted in this respect by the speed of circulation of the second conveyor belt.
Como se ha expuesto anteriormente, el pastel de fibras a continuación es calentado y prensado o compactado, siendo las temperaturas utilizadas en este caso de entre 100 °C y 250 °C, preferentemente de entre 130 °C y 220 °C, en particular de 200 °C. Con la compactación y/o calentamiento está asociada una activación del agente aglutinante o de las fibras aglutinantes en la estera de fibras de madera.As stated above, the fiber cake is then heated and pressed or compacted, the temperatures used in this case being between 100 ° C and 250 ° C, preferably between 130 ° C and 220 ° C, in particular 200 ° C With the compaction and / or heating, an activation of the binding agent or the binder fibers in the wood fiber mat is associated.
En la elaboración final, la estera de fibras se reduce finalmente a las medidas deseadas y se enfría; el enfriamiento se efectúa preferentemente durante la calibración y en la zona de enfriamiento del horno continuo.In the final elaboration, the fiber mat is finally reduced to the desired measurements and cooled; cooling is preferably performed during calibration and in the cooling zone of the continuous oven.
En una forma de realización particularmente preferente, el presente procedimiento para la fabricación de una estera de material aislante a base de fibras de madera con emisión reducida de COV comprende las siguientes etapas:In a particularly preferred embodiment, the present process for the manufacture of a mat of insulating material based on wood fibers with reduced VOC emission comprises the following steps:
a1) fabricación de virutas de madera (o tiras de madera) a partir de maderas apropiadas,a1) manufacture of wood chips (or wood strips) from appropriate wood,
b1) dado el caso, secado previo de las virutas de madera,b1) if necessary, prior drying of wood chips,
c1) torrefacción de al menos una parte de las virutas de madera,c1) roasting of at least part of the wood chips,
d1) tratamiento con agua de las virutas de madera torrefactas,d1) water treatment of roasted wood shavings,
e1) desintegración de las virutas de madera no tratadas y al menos una parte de las virutas de madera torrefactas para la obtención de fibras de madera;e1) disintegration of untreated wood chips and at least a part of roasted wood chips for obtaining wood fibers;
f1) mezcla de las fibras de madera torrefactas o una mezcla de fibras de madera no tratadas y fibras de madera torrefactas con fibras aglutinantes, en particular fibras de dos componentes;f1) mixing roasted wood fibers or a mixture of untreated wood fibers and roasted wood fibers with binder fibers, in particular two-component fibers;
g1) aplicación, por ejemplo, esparcimiento o soplado, de la mezcla de fibras de madera y fibras aglutinantes sobre una primera cinta de transporte formando un material no tejido preliminar,g1) application, for example, spreading or blowing, of the mixture of wood fibers and binder fibers on a first conveyor belt forming a preliminary non-woven material,
h1) desfibrado del material no tejido preliminar, mezcla y aplicación de la mezcla de fibras sobre una segunda cinta de transporte formando un pastel de fibras,h1) Defibration of the preliminary non-woven material, mixing and application of the fiber mixture on a second conveyor belt forming a fiber cake,
i1) calentamiento y compactación del pastel de fibras hasta convertirse en una estera de material aislante a base de fibras de madera.i1) heating and compacting the fiber cake until it becomes a mat made of insulating material based on wood fibers.
El uso de virutas de madera torrefactas para la fabricación de esteras de material aislante a base de fibras de madera presenta una serie de ventajas. Así, es particularmente ventajoso que las fibras de madera torrefactas fabricadas a partir de las virutas de madera torrefactas se secan de manera particularmente sencilla, lo que tiene su razón de ser en la escasa hidrofilia de las fibras de madera torrefactas. Esto también es ventajoso para el aprovechamiento de los materiales aislantes fabricados a partir de las fibras de madera torrefactas, dado que las fibras de madera torrefactas poseen, con determinadas temperaturas y humedades del aire, una humedad de equilibro más baja que fibras de madera no torrefactas. De manera correspondiente, se puede excluir en la máxima medida una infestación de los materiales aislantes basados en fibras de madera con microorganismos como, por ejemplo, mohos durante el uso.The use of roasted wood shavings for the manufacture of insulating material mats based on wood fibers has a number of advantages. Thus, it is particularly advantageous that roasted wood fibers manufactured from roasted wood shavings are dried particularly easily, which has its raison d'etre in the low hydrophilicity of roasted wood fibers. This is also advantageous for the use of insulating materials made from roasted wood fibers, since roasted wood fibers have lower equilibrium humidity with certain temperatures and air humidity than non-roasted wood fibers . Correspondingly, an infestation of insulating materials based on wood fibers with microorganisms, such as molds during use, can be excluded to the maximum extent.
Otro aspecto positivo del uso de virutas de madera torrefactas es que se obtiene una equilibración de la materia prima de partida, la madera. Esto tiene un significado económico particular, ya que, en el uso de virutas de madera para la fabricación de materias aislantes basadas en fibras de madera u otras materias basadas en madera, deben tenerse en cuenta las fluctuaciones anuales de la materia prima madera. Otra ventaja es que las virutas de madera torrefactas no están sometidas a una degradación biológica u otros cambios por almacenamiento, siendo posible un almacenamiento de las virutas de madera torrefactas durante un largo periodo de tiempo. Además, no se lixivian componentes por contacto con el agua, dado que estos ya han sido destruidos en el proceso de torrefacción.Another positive aspect of the use of roasted wood shavings is that a balance of the starting raw material, the wood, is obtained. This has a particular economic significance, since, in the use of wood chips for the manufacture of insulating materials based on wood fibers or other wood-based materials, annual fluctuations of the wood raw material must be taken into account. Another advantage is that roasted wood chips are not subject to biological degradation or other changes by storage, with roasting wood chips being stored for a long period of time. In addition, components are not leached by contact with water, since these have already been destroyed in the roasting process.
De manera correspondiente, el presente procedimiento posibilita la fabricación de una estera de material aislante a base de fibras de madera con emisión reducida de compuestos orgánicos volátiles (COV) que comprende fibras de madera torrefactas. La presente estera de material aislante a base de fibras de madera puede componerse a este respecto completamente de fibras de madera torrefactas o de una mezcla de fibras de madera no tratadas (es decir, no torrefactas) y fibras de madera torrefactas.Correspondingly, the present process enables the manufacture of a mat of insulating material based on wood fibers with reduced emission of volatile organic compounds (VOCs) comprising roasted wood fibers. The present mat made of wood fiber-based insulating material can be composed entirely of roasted wood fibers or a mixture of untreated wood fibers (i.e., non-roasted) and roasted wood fibers.
La presente estera de material aislante a base de fibras de madera presenta en particular una emisión reducida de aldehídos liberados durante la desintegración de la madera, en particular de furfural, de ácidos orgánicos, en particular de ácido acético, y/o de terpenos. A este respecto, se remite también a las explicaciones que se exponen posteriormente.The present mat made of wood fiber-based insulating material has in particular a reduced emission of aldehydes released during the disintegration of wood, in particular furfural, organic acids, in particular acetic acid, and / or terpenes. In this regard, it also refers to the explanations set forth below.
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La presente estera de material aislante a base de fibras de madera puede presentar una densidad aparente de entre 20 y 170 kg/m3, preferentemente de entre 50 y 150 kg/m3, en particular preferentemente de entre 100 y 140 kg/m3.The present mat made of wood fiber-based insulating material may have an apparent density of between 20 and 170 kg / m3, preferably between 50 and 150 kg / m3, in particular preferably between 100 and 140 kg / m3.
El espesor de la presente estera de material aislante a base de fibras de madera puede ser de entre 3 y 20 mm, preferentemente de entre 5 y 15 mm, siendo preferente en particular un espesor de 5 mm.The thickness of the present insulating material mat based on wood fibers may be between 3 and 20 mm, preferably between 5 and 15 mm, with a thickness of 5 mm being particularly preferred.
La presente estera de material aislante a base de fibras de madera se compone de una mezcla de fibras de entre el 60 y el 90 % en peso, preferentemente de entre el 70 y el 80 % en peso de fibras de madera y de entre del 5 y el 20 % en peso, preferentemente de entre el 10 y el 15 % en peso de agentes aglutinantes, en particular fibras aglutinantes. A este respecto, se remite a las explicaciones anteriores sobre el tipo de los agentes aglutinantes utilizados.The present insulating material mat based on wood fibers is composed of a mixture of fibers of between 60 and 90% by weight, preferably between 70 and 80% by weight of wood fibers and between 5 and 20% by weight, preferably between 10 and 15% by weight binder agents, in particular binder fibers. In this regard, reference is made to the previous explanations on the type of the binding agents used.
Como se ha explicado anteriormente, la presente estera de material aislante a base de fibras de madera puede componerse de fibras de madera no tratadas y fibras de madera torrefactas. La mezcla de fibras utilizada en la estera de material aislante a base de fibras de madera puede comprender entre el 10 y el 50 % en peso, preferentemente entre el 20 y el 30 % en peso, de fibras no tratadas y entre el 50 y el 90 % en peso, preferentemente entre el 70 y el 80 % en peso, de fibras torrefactas.As explained above, the present insulating material mat based on wood fibers can be composed of untreated wood fibers and roasted wood fibers. The fiber blend used in the insulating material mat based on wood fibers may comprise between 10 and 50% by weight, preferably between 20 and 30% by weight, of untreated fibers and between 50 and 50 90% by weight, preferably between 70 and 80% by weight, of roasted fibers.
El objetivo de la presente invención se logra también con el uso de fibras de madera torrefactas de acuerdo con la reivindicación 13.The objective of the present invention is also achieved with the use of roasted wood fibers according to claim 13.
Conforme a ello, se emplean fibras de madera torrefactas para reducir la emisión de compuestos orgánicos volátiles (COV) a partir de esteras de material aislante a base de fibras de madera. Las fibras de madera torrefactas se obtienen preferentemente a partir de virutas de madera torrefactas.Accordingly, roasted wood fibers are used to reduce the emission of volatile organic compounds (VOCs) from mats of insulating material based on wood fibers. Roasted wood fibers are preferably obtained from roasted wood chips.
En una variante preferente, las fibras de madera torrefactas se emplean para reducir los aldehídos, ácidos orgánicos y/o terpenos liberados durante la desintegración de la madera.In a preferred variant, roasted wood fibers are used to reduce the aldehydes, organic acids and / or terpenes released during the decay of the wood.
De manera correspondiente, las fibras de madera torrefactas se utilizan en el presente caso preferentemente para reducir la emisión de ácidos orgánicos, en particular para reducir la emisión de ácido acético a partir de esteras de material a base de madera. Ácidos orgánicos se originan en particular como productos de fisión de los componentes de madera celulosa, hemicelulosa y lignina, formándose preferentemente ácidos alcanos como, por ejemplo, ácido acético y ácido propiónico o ácidos aromáticos.Correspondingly, roasted wood fibers are preferably used in this case to reduce the emission of organic acids, in particular to reduce the emission of acetic acid from mats of wood-based material. Organic acids originate in particular as fission products of the components of cellulose wood, hemicellulose and lignin, preferably forming alkane acids such as, for example, acetic acid and propionic acid or aromatic acids.
Así mismo, es deseable emplear las fibras de madera torrefactas para reducir la emisión de aldehídos a partir de esteras de material a base de madera. En este sentido, es en particular preferente si las fibras de madera torrefactas se emplean para reducir aldehídos liberados durante la desintegración acuosa de la madera. Como ya se ha explicado anteriormente, una liberación de aldehídos se produce durante el reacondicionamiento hidrolítico de madera o lignocelulosa. A este respecto, se pueden formar aldehídos específicos a partir de los componentes básicos de la celulosa o hemicelulosa. Así, por ejemplo, el aldehído furfural se forma a partir de monosacáridos y disacáridos de la celulosa o la hemicelulosa, mientras que pueden liberarse aldehídos aromáticos durante la exclusión hidrolítica de lignina que tiene lugar parcialmente. De manera correspondiente, las fibras de madera torrefactas se emplean para reducir la emisión de aldehídos C1-C10, en particular preferentemente de formaldehído, acetaldehído, pentanal, hexanal o también furfural en esteras de material aislante a base de fibras de madera.Likewise, it is desirable to use roasted wood fibers to reduce the emission of aldehydes from mats of wood-based material. In this regard, it is particularly preferred if roasted wood fibers are used to reduce aldehydes released during the aqueous decay of the wood. As explained above, a release of aldehydes occurs during the hydrolytic reconditioning of wood or lignocellulose. In this regard, specific aldehydes can be formed from the basic components of cellulose or hemicellulose. Thus, for example, furfural aldehyde is formed from monosaccharides and disaccharides from cellulose or hemicellulose, while aromatic aldehydes can be released during the hydrolytic exclusion of lignin that takes place partially. Correspondingly, roasted wood fibers are used to reduce the emission of C1-C10 aldehydes, particularly preferably formaldehyde, acetaldehyde, pentanal, hexanal or also furfural on mats of wood fiber-based insulating material.
En otra forma de realización de la presente invención, las fibras de madera torrefactas se utilizan para reducir la emisión de terpenos. Así, las fibras de madera torrefactas se pueden utilizar para reducir terpenos liberados a partir de virutas de madera o fibras de madera empleadas en la estera de material aislante a base de fibras de madera, en particular monoterpenos C10 y sesquiterpenos C15, en particular preferentemente monoterpenos acíclicos o cíclicos.In another embodiment of the present invention, roasted wood fibers are used to reduce the emission of terpenes. Thus, roasted wood fibers can be used to reduce terpenes released from wood chips or wood fibers used in the mat of insulating material based on wood fibers, in particular C10 monoterpenes and C15 sesquiterpenes, in particular preferably monoterpenes Acyclic or cyclic.
Típicos terpenos acíclicos son hidrocarburos terpénicos como mirceno, alcoholes terpénicos como gerianol, linaool, ipsinol y aldehídos terpénicos como citral. Típicos representantes de los terpenos monocíclicos son p-mentano, terpeninol, limoneno o carvon, y representantes típicos de los terpenos bicíclicos son carano, pinano, bornano, siendo particularmente significativos 3-carenos y a-pinenos. Los terpenos son componentes de resinas de árboles y, por tanto, están presente particularmente en tipos de árboles que contienen resina como pinos o abetos.Typical acyclic terpenes are terpenic hydrocarbons such as myrcene, terpenic alcohols such as gerianol, linaool, ipsinol and terpenic aldehydes such as citral. Typical representatives of monocyclic terpenes are p-methane, terpeninol, limonene or carvon, and typical representatives of bicyclic terpenes are carano, pinano, bornano, 3-carenos and a-pinenos being particularly significant. Terpenes are components of tree resins and, therefore, are particularly present in types of trees that contain resin such as pines or firs.
La invención se explica a continuación con más detalle en un ejemplo de realización haciendo referencia a la figura del dibujo. Muestra:The invention is explained in more detail below in an exemplary embodiment with reference to the drawing figure. Sample:
las Figura 1 una representación esquemática de una forma de realización del procedimiento de acuerdo con la invención.Figure 1 shows a schematic representation of an embodiment of the method according to the invention.
La forma de realización mostrada en la figura 1 del procedimiento de acuerdo con la invención describe las etapas individuales de procedimiento comenzando con la puesta a disposición del producto de madera de partida hasta laThe embodiment shown in Figure 1 of the process according to the invention describes the individual process steps starting with making the starting wood product available until the
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estera terminada de material aislante a base de fibras de madera.finished mat made of insulating material based on wood fibers.
De manera correspondiente, en primer lugar, en la etapa 1 se pone a disposición un material de madera de partida apropiado para la fabricación de las virutas de madera. Como material de madera de partida son apropiadas todas las coníferas, las caducifolias o también mezclas de ellas.Correspondingly, firstly, in step 1 a suitable starting wood material for the manufacture of wood chips is made available. As starting wood material, all conifers, deciduous or mixtures thereof are suitable.
La trituración del material de madera de partida de acuerdo con la etapa 2, se efectúa en trituradoras apropiadas para ello, pudiéndose controlar de manera correspondiente el tamaño de las virutas de madera o tiras de maderas. Tras trituración y puesta a disposición de las virutas de madera, estas, dado el caso, se someten a un proceso de secado previo, ajustándose una humedad del 5-10 % en relación con la humedad de partida de las virutas de madera.The crushing of the starting wood material according to step 2 is carried out in appropriate crushers, and the size of the wood chips or wood strips can be controlled accordingly. After crushing and making available the wood chips, these, if necessary, undergo a pre-drying process, adjusting a humidity of 5-10% in relation to the starting moisture of the wood chips.
En el caso de la forma de realización mostrada en la figura 1, al menos una parte de las virutas de madera previamente secadas son retiradas del procedimiento de fabricación habitual e introducidas en un reactor de torrefacción (etapa 3). La torrefacción de las virutas de madera retiradas se efectúa a temperaturas en el intervalo de entre 220° y 260 °C. Los gases pirolíticos que se generan a este respecto se aprovechan para generar la energía necesaria para el equipo de proceso.In the case of the embodiment shown in Figure 1, at least a part of the previously dried wood chips are removed from the usual manufacturing process and introduced into a roasting reactor (step 3). The roasting of the removed wood chips is carried out at temperatures in the range of 220 ° to 260 ° C. The pyrolytic gases that are generated in this regard are used to generate the necessary energy for the process equipment.
Tras conclusión de la torrefacción, que en el presente caso dura aproximadamente 2 horas, las virutas de madera torrefactas se incorporan de nuevo al procedimiento y, dado el caso, son llevadas de nuevo junto con las virutas de madera no tratadas, en una etapa 4 de lavado y cocción, a una humedad del 10-20 %.After completion of the roasting, which in the present case lasts approximately 2 hours, the roasted wood chips are incorporated back into the procedure and, if necessary, are taken back together with the untreated wood chips, in a stage 4 washing and cooking, at a humidity of 10-20%.
Después, las fibras de madera se someten a un proceso de desfibrado en un refiner (etapa 5), alimentándose en el transcurso del proceso de desfibrado a las fibras de madera un agente humectante apropiado.The wood fibers are then subjected to a defibration process in a refiner (step 5), an appropriate wetting agent being fed in the course of the defibration process to the wood fibers.
Las fibras de madera pueden mezclarse directamente después de la desintegración en fibras con un agente aglutinante líquido y, dado el caso, un agente ignífugo (etapa 6). La puesta en contacto de las fibras de madera con el agente aglutinante líquido puede efectuarse en esta etapa de procedimiento, por ejemplo, en un procedimiento “blow-line”.The wood fibers can be mixed directly after disintegration into fibers with a liquid binding agent and, if necessary, a flame retardant agent (step 6). The contact of the wood fibers with the liquid binding agent can be carried out in this process step, for example, in a "blow-line" process.
Al paso opcional de encolado 6, sigue un proceso de secado de las fibras de madera encoladas (etapa 7), pudiéndose efectuar este proceso de secado en dos etapas I, II. La secadora está realizada como secadora de 2 etapas, efectuándose el secado principal en la etapa 1 por medio de gases calientes (aire o vapor sobrecalentado) y el secado posterior en la etapa 2, siendo posible también en este caso el uso de aire caliente o vapor sobrecalentado. La mezcla de materias es separada en cada etapa o tras ella por medio de separador ciclónico y encapsuladoras.The optional gluing step 6 follows a drying process of the glued wood fibers (step 7), and this drying process can be carried out in two stages I, II. The dryer is made as a 2-stage dryer, the main drying being carried out in stage 1 by means of hot gases (air or superheated steam) and the subsequent drying in stage 2, being also possible in this case the use of hot air or superheated steam The mixture of materials is separated at each stage or after it by means of a cyclone separator and encapsulators.
Las fibras de madera secadas se separan o criban de manera correspondiente a su tamaño (etapa 8) y son almacenadas entremedias en recipientes de reserva apropiados (por ejemplo, silos) (etapa 9).The dried wood fibers are separated or screened corresponding to their size (step 8) and are stored in appropriate storage containers (eg silos) (step 9).
A continuación, las fibras de madera se mezclan con fibras de dos componentes como fibras aglutinantes. Para ello, las fibras de dos componentes se ponen a disposición a partir de abridoras de balas (etapa 10) y se establece la cantidad necesaria de fibras de dos componentes.Next, the wood fibers are mixed with two component fibers as binder fibers. For this, the two component fibers are made available from bullet openers (step 10) and the necessary amount of two component fibers is established.
Para mezclar las fibras de dos componentes con las fibras de madera, estas se guían por medio de un conducto de soplado (etapa 11) y se soplan sobre una primera cinta de transporte. En el conducto de soplado (11) se efectúa una mezcla intensa de fibras de madera y fibras de dos componentes por medio de aire soplado como medio de transporte.To mix the two component fibers with the wood fibers, these are guided by means of a blow duct (step 11) and blow on a first conveyor belt. In the blowing duct (11) an intense mixture of wood fibers and two component fibers is carried out by means of air blown as a means of transport.
Mediante el depósito de la mezcla de fibras de madera y las fibras de dos componentes sobre la primera cinta de transporte, se produce la formación de un material no tejido preliminar (etapa 12). El material no tejido preliminar se desfibra, mezcla de nuevo al final de la primera cinta de transporte y la mezcla de fibras se aplica sobre una segunda cinta de transporte formando un pastel de fibras (etapa 13). La combinación de la formación de un material no tejido preliminar con desfibración repetida se conoce también como procedimiento “air-lay”.By depositing the mixture of wood fibers and the two-component fibers on the first conveyor belt, the formation of a preliminary non-woven material occurs (step 12). The preliminary non-woven material is defibrated, mixed again at the end of the first transport belt and the fiber mixture is applied on a second transport tape forming a fiber cake (step 13). The combination of the formation of a preliminary non-woven material with repeated defibration is also known as the "air-lay" procedure.
El pastel de fibras se compacta a continuación a una temperatura de aprox. 200 °C (etapa 14) y se ajusta al espesor deseado. En este sentido, aire caliente recorre el pastel de fibras y se produce una activación de las fibras aglutinantes en la estera de fibras de madera, de tal modo que las fibras aglutinantes calentadas y fundidas se unen con las fibras de madera.The fiber cake is then compacted at a temperature of approx. 200 ° C (step 14) and adjusts to the desired thickness. In this sense, hot air travels through the fiber cake and there is an activation of the binder fibers in the wood fiber mat, such that the heated and molten binder fibers are joined with the wood fibers.
En la elaboración final, se confecciona la estera de fibras de madera obtenida de la manera apropiada.In the final elaboration, the wood fiber mat obtained in the appropriate manner is made.
Ejemplo de realización:Example of realization:
Virutas de madera habituales en el mercado, secadas o sin secar, son llevadas sin más preparación a un aparato de torrefacción. Este puede funcionar de manera continua o en un procedimiento por lotes.Wood chips common in the market, dried or dried, are taken without further preparation to a roasting apparatus. This can work continuously or in a batch procedure.
Las virutas de madera se calientan entonces en un proceso de torrefacción a una temperatura de 240 °C. Esto tiene lugar o bien bajo vapor saturado o una atmósfera de gas inerte (nitrógeno). El proceso requiere aproximadamente 2 horas, decolorándose las virutas de madera de amarillo claro a castaño de medio oscuro a oscuro. Después de 5 alcanzarse una pérdida de masa de aproximadamente el 15 - 20 %, las virutas de madera se enfrían en un baño de agua y, después, son desintegradas en un refiner hasta convertirse en fibras de madera. Para un humedecimiento mejor y más rápido, se puede añadir un agente humectante. A este respecto, se emplean los parámetros de proceso habituales para virutas de madera no torrefactas.The wood chips are then heated in a roasting process at a temperature of 240 ° C. This takes place either under saturated steam or an atmosphere of inert gas (nitrogen). The process requires approximately 2 hours, with light yellow to brown wood shades fading from medium dark to dark. After a mass loss of approximately 15-20% is achieved, the wood chips are cooled in a water bath and then disintegrated in a refiner until they become wood fibers. For better and faster wetting, a wetting agent can be added. In this regard, the usual process parameters for non-roasted wood chips are used.
10 A partir de las fibras de madera y las fibras bicomponentes, se producen en la instalación para la fabricación de materiales aislantes materiales aislantes basados en fibras de madera. La proporción de fibras bicomponentes se situó a este respecto en aproximadamente el 10 %.10 From wood fibers and bicomponent fibers, insulating materials based on wood fibers are produced in the facility for the manufacture of insulating materials. The proportion of bicomponent fibers was approximately 10% in this regard.
De esta producción, se extrajo una muestra de ensayo para la determinación de VOC (volatile organic compounds = 15 componentes orgánicos volátiles). Para la comparación, se examinó también una muestra cero de la producción estándar.From this production, a test sample for the determination of VOC (volatile organic compounds = 15 volatile organic components) was extracted. For comparison, a zero sample of the standard production was also examined.
Los resultados después de 7 días son los que se presentan a continuación, indicándose solo los parámetros más importantes desde el punto de vista de la cantidad:The results after 7 days are as presented below, indicating only the most important parameters from the point of view of quantity:
20twenty
- Parámetro Parameter
- Muestra cero (Mg/m3) Muestra de ensayo (Mg/m3) Zero sample (Mg / m3) Test sample (Mg / m3)
- ácido acético acetic acid
- 1073 22 1073 22
- furfural furfural
- 57 3 57 3
- benzaldehído benzaldehyde
- 11 4 11 4
Como se deduce de los resultados del ensayo, las emisiones de la muestra de ensayo se sitúan a un nivel claramente más bajo que la muestra cero.As can be deduced from the test results, the emissions of the test sample are at a level clearly lower than the zero sample.
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